太陽電池パネル本質的安全設計のための電子相転移に基づく外場感応電流制御技術の創出

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今年度は主に，力学的な刺激により発光(応力発光)する材料を溶剤に分散させ太陽電池セルに塗布することで太陽電池パネル内の熱応力の大きさを発光の強さとして可視化し，熱破壊挙動を解析することを試みた．市販の応力発光材料を入手し，塗料状にしたものを結晶シリコン太陽電池セル全面に塗布した．実際の太陽電池パネル（420枚の太陽電池セル群が直列に接続）において，発火のリスクが最も高くなる状態（直列接続された太陽電池セル群のうち1枚だけが故障したor遮光された場合）を再現し，快晴時の出力電流と降伏電圧・逆バイアス電圧に相当する負荷を印加した．ホットスポット発生後の昇温過程で発生する熱応力を観察した．結果として，室温から約300℃までの温度変化で結晶シリコン太陽電池は熱破壊したが，この時応力発光材料の発光は確認できなかった．応力発光材料を塗料状にする際の分散方法や太陽電池セルへの塗布方法，乾燥工程で発光性の損失がないか等課題を確認中である．また，電子相転移材料（ある温度を境に金属－絶縁体間で相転移する材料）を用いたバイパス回路の製作にも着手した．代表的な電子相転移材料である二酸化バナジウムの粉体をシリコーン樹脂に分散させペースト状に成形できるかを確認した．現段階では，二酸化バナジウムとシリコーンの密度差により粉体が沈殿してしまい均一に分散できておらず，最適な溶媒材料，攪拌条件，硬化条件の探索が課題として挙がった．